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周一 · 最新發(fā)現(xiàn) | 周二 · 牧夫?qū)?/strong> 周三 · 太空探索 / 周三 · 天文測(cè)試 周四 · 觀測(cè)指南 | 周五 · 深空探測(cè) 周六 · 星空的詩(shī) | 周日 · 天文周歷 目前，我們對(duì)宇宙的觀測(cè)數(shù)據(jù)還非常有限，如果我們?nèi)鄙訇P(guān)鍵信息，很可能會(huì)做出錯(cuò)誤判斷。一個(gè)名叫布勒的人提出一個(gè)有趣的問題：假設(shè)一個(gè)智慧文明誕生于幾十億年后，因?yàn)橛钪嬖诩铀倥蛎洠麄兡軌蚩吹降男枪鈺?huì)非常有限，他們會(huì)如何猜測(cè)宇宙模型？他們很可能會(huì)得出不一樣的猜測(cè)。這樣看，我們又怎能斷言現(xiàn)在的宇宙加速膨脹模型是正確的？是否我們也很有可能錯(cuò)過(guò)了其它關(guān)鍵信息？   4種不同的宇宙模型，現(xiàn)在的科研指向最右側(cè)的加速膨脹模型 Credit: NASA& ESA 讓我們聊聊幾百億年后的那個(gè)時(shí)代… 那個(gè)時(shí)候，即使他們僅僅擁有我們目前的天文觀測(cè)技術(shù)，他們還是可以觀測(cè)到天上千億顆恒星。但是不同的是：
 半人馬座A星系擁有一個(gè)塵埃盤結(jié)構(gòu)，同時(shí)它還是橢圓形狀，并擁有“衛(wèi)星”暈結(jié)構(gòu)，這說(shuō)明它是一個(gè)高度演化的星系，它曾經(jīng)歷很多合并。 Credit: Christian Wolf& SkyMapper Team/ Australian National University 主要的原因是40-70億年后，本星系團(tuán)中的星系如銀河系、仙女座星系都會(huì)合并成一個(gè)巨大的星系。  示意圖預(yù)示了在地球上看到的銀河系和仙女座星系合并過(guò)程的不同景象，最終會(huì)是一個(gè)合并后的充滿紅色死寂恒星的星系，它是一個(gè)沒有氣體的巨大的橢圓星系。 Credit: NASA; Z. Levay and R. Van der Marel, StScI; T. Hallas; and A. Mellinger 當(dāng)這樣的大合并發(fā)生的時(shí)候，會(huì)有非常多的新星誕生，會(huì)耗盡大多數(shù)的氣體和塵埃。當(dāng)整個(gè)區(qū)域都處于這樣的新星大量誕生的狀態(tài)，我們稱這樣的星系為星暴星系。在星系中到處都發(fā)生著大量中性原子迅速聚集成新星的過(guò)程，其中大質(zhì)量的恒星壽命較短，幾億年后，大質(zhì)量的恒星都演化成其他天體，剩下的是類似太陽(yáng)這樣的或質(zhì)量更低的恒星。更長(zhǎng)的時(shí)間之后，留下的主要是溫度不高的偏紅的恒星，它們雖然暗淡，但空間中阻擋我們的氣體和塵埃也會(huì)很少。  3000萬(wàn)光年外的星暴星系海因茲2-10。星暴星系快速形成大量新星的結(jié)果是：未來(lái)很難再新形成恒星。 Credit: NASA 這是我們星系的未來(lái)，一個(gè)巨型的橢圓星系。在我們星系的一個(gè)未來(lái)智慧文明，天空中除了我們的本星系團(tuán)外可能什么都看不到，因?yàn)榘的芰康拇嬖?，星系團(tuán)在加速分離。現(xiàn)在，我們最近的星系團(tuán)位于1000萬(wàn)光年外。因?yàn)橛钪婕铀倥蛎?，?dāng)宇宙年齡是現(xiàn)在2倍的時(shí)候，這個(gè)距離也會(huì)翻倍；當(dāng)3倍的時(shí)候，距離會(huì)是現(xiàn)在的4倍；當(dāng)4倍的時(shí)候，距離會(huì)是現(xiàn)在的8倍。當(dāng)宇宙1000億年的時(shí)候，離我們最近的星系也要10億光年遠(yuǎn)。也就是說(shuō)因?yàn)橛钪婕铀倥蛎?，我們?huì)越來(lái)越孤立。  大型旋渦星系合并成一個(gè)巨型橢圓星系 Credit: NASA/ ESA 同時(shí)，宇宙微波背景輻射也所剩無(wú)幾?，F(xiàn)在，宇宙微波背景輻射水平是每平方厘米幾百個(gè)光子(僅高于絕對(duì)零度幾度)。因?yàn)橛钪媾蛎?，這些光子的密度和能量都在持續(xù)下降。1000億年后，每平方厘米的光子少于1個(gè)，并且它們也超出了微波波段。也就是一個(gè)未來(lái)的智慧文明很難研究出宇宙大爆炸(譯者認(rèn)為：應(yīng)該說(shuō)很難按照我們的科研軌跡發(fā)現(xiàn)宇宙大爆炸，不排除有其它角度和方法！)。  宇宙膨脹下，光線的波長(zhǎng)會(huì)被拉長(zhǎng)。宇宙微波背景輻射也是一樣的，伴隨宇宙膨脹，宇宙大爆炸時(shí)的可見光會(huì)被拉伸為紅外波段，而到現(xiàn)在是微波波段。 Credit: E. Siegel 他們可能會(huì)認(rèn)為他們的星系就是整個(gè)宇宙，也很難發(fā)現(xiàn)悄無(wú)聲息的宇宙膨脹。他們可能會(huì)發(fā)現(xiàn)暗物質(zhì)，但如果不發(fā)現(xiàn)異常遙遠(yuǎn)的暗弱信號(hào)，他們很可能會(huì)認(rèn)為宇宙處于穩(wěn)態(tài)。  我們所處的本超星系團(tuán)拉尼亞凱亞包括：銀河系所在的本星系團(tuán)、室女座星系團(tuán)等。然而，在暗物質(zhì)作用下，伴隨宇宙膨脹它們會(huì)彼此遠(yuǎn)離。1000億年后，最近的也要10億光年遠(yuǎn)，它們會(huì)比現(xiàn)在暗幾千到幾百萬(wàn)倍。雖然現(xiàn)在強(qiáng)大的天文望遠(yuǎn)鏡有能力觀測(cè)到它們，但那時(shí)的智慧生命是否有動(dòng)機(jī)搜尋？是否能夠足夠幸運(yùn)的發(fā)現(xiàn)它們？ Credit: Andrew Z. Colvin/維基百科 他們同樣會(huì)想知道星系的起源、他們是否唯一、物質(zhì)的起源、為什么很少會(huì)有年輕的藍(lán)色恒星。但是那時(shí)的智慧生命很難研究出宇宙大爆炸，至少會(huì)困擾很長(zhǎng)很長(zhǎng)時(shí)間。  一個(gè)孤立的星系MCG 01-02-015，它周圍最近的星系也要1億光年遠(yuǎn)。 Credit: ESA/ Hubble& NASA 這樣看，現(xiàn)在的我們很幸運(yùn)！在年輕宇宙的年代里，我們比他們更容易探索宇宙的奧秘。  我們現(xiàn)在可以觀測(cè)推斷暗能量，但如果是在110億年前，估計(jì)很難發(fā)現(xiàn)它們。 Credit: NASA/ WMAP 回到剛開始布勒提出的問題：是否我們也錯(cuò)過(guò)了一些重要信息？我們現(xiàn)在認(rèn)為宇宙由常規(guī)物質(zhì)、射線、暗物質(zhì)、中微子、黑洞、暗能量等構(gòu)成。但如果在更早期，中微子和射線扮演更重要的角色，而暗能量只有在宇宙幾十億年的年齡之后才易于研究。是否有其它種類的能量在我們之前就消失了？我們也錯(cuò)過(guò)很多信息和探索宇宙的線索？  宇宙中的能量密度伴隨時(shí)間變化而變化 Credit: E. Siegel 就目前所知，我們認(rèn)為宇宙的起源和演化可以用宇宙大爆炸和加速膨脹理論解釋，但宇宙大爆炸之前呢？我們還沒有什么明確的線索，這就是現(xiàn)在人類視野的瓶頸。對(duì)于未來(lái)的獨(dú)立智慧生命，發(fā)現(xiàn)宇宙大爆炸可能就是一個(gè)巨大的障礙。 作者Ethan Siegel，本文源自Forbes的宇宙大爆炸專欄 翻譯：毛明遠(yuǎn) | 校對(duì)：趙琨 編排：毛明遠(yuǎn) | 配樂：解仁江 責(zé)任編輯：解仁江 本賬號(hào)系網(wǎng)易新聞·網(wǎng)易號(hào)“各有態(tài)度”簽約賬號(hào) 專欄打賞 『天文濕刻』 牧夫出品 微信號(hào)：astronomycn 獵鷹9號(hào)升空的一個(gè)小插曲 NASA攝影師的一架熔化的單反 謝謝閱讀 |
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